학문

마찰력이 있는 빗면 위에서 물체의 가속도 구하는 방법이 궁금합니다.

안녕하세요.

물리학 책을 보고 공부하는데, 막히는 부분이 있어 질문드립니다. 경사각이 a인 빗면 위에 질량

b인 물체가 놓여 있고, 운동 마찰 계수가 c일 때 이 물체의 가속도를 구하는 과정이 궁금합니다.

감사합니다.

1개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

    우선 빗면 아래로 내려가려는 힘은 (질량 b) × (중력 가속도 g) × sin(a)입니다. 반대로 운동을 방해하는 마찰력은 (마찰 계수 c) × (수직항력)인데, 여기서 수직항력은 (질량 b) × (중력 가속도 g) × cos(a)가 되죠.

    이제 뉴턴의 운동 법칙인 (알짜힘) = (질량 b) × (가속도)에 대입해 보면 됩니다. 알짜힘은 내려가려는 힘에서 마찰력을 뺀 것이므로, 다음과 같은 식의 흐름이 만들어져요.

    • (알짜힘) = b × g × sin(a) - c × b × g × cos(a)

    • 이 식은 b × {g × sin(a) - c × g × cos(a)}와 같습니다.

    • 양변을 질량 b로 나누면 가속도만 남게 됩니다.

    • 최종 가속도 = g × {sin(a) - c × cos(a)}

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